专利名称：道路通信系统中发送消息的方法和无线电信号台的制作方法
技术领域：
本发明涉及道路通信系统中在无线电信号台(beacon)(路旁装备，RSE)与车载单元(OBU)之间发送消息的方法和无线电信号台。
背景技术：
在本发明中，术语“道路通信系统”被理解为意味着任何类型的电子“车辆到基础设施”系统，比如电子交通远程信息处理、交通监视、交通控制和交通警报系统，电子收费系统，基于基础设施的道路安全和行驶咨询驾驶员信息系统等。在EP 1172766A1中介绍了上述种类的方法。在可互操作的道路通信系统中，无线电信号台必须能够与不同制造商的多个车载单元交互，它们分别具有不同的消息发送和接收特征或能力，比如发射功率、接收灵敏度、 带宽、延迟、数据范围等。使这种情况进一步加剧的事实在于，携带着车载单元的车辆以不同的速度、以不同的方向行驶过无线电信号台，这导致消息发送可用的发送时间和信道品质进一步不一致。
发明内容
本发明设定的目标是提供上述类型的方法和无线电信号台，它们考虑了这些变化很大的需求并且允许消息以最优的品质发送到以不同方式运动的多个不同车载单元。在本发明的第一方面，实现这个目标的方法用于在无线电信号台与路过它的具有道路通信系统中惟一标识符的多个车载单元(OBU)之间发送消息，其中分别配备了车载单元的标识符的所述消息被存储在所述无线电信号台的缓冲存储器中以便顺序处理或分发， 包括对于进入所述无线电信号台的发送-接收区域的每个车载单元，确定所述车载单元的至少一个特征，根据对所述标识符确定的所述特征，对所述缓冲存储器中存在的这些标识符下的所述消息执行排序，以所述消息排序后的顺序，顺序地从所述缓冲存储器处理或分发它们，其中，所述确定步骤通过在所述无线电信号台中接收与来自所述车载单元的消息一起发送的、涉及所述车载单元特征的信息执行。本发明基于对要分发到OBU或从其收到的所述消息排序和划分优先次序，以用于根据从正是这些OBU收到的这些OBU的特征进行处理的新方式。这不同于公知的划分优先次序的传输协议，比如WAVE (车辆环境中的无线接入)，其中根据所述OBU的通信伙伴的特征或优先级细节划分要分发到OBU或从其收到的消息的优先次序。一般来说，这样的通信伙伴是在所述无线电信号台或与其相连的系统上运行的应用，并且例如可能具有不同的优先级。因此，来自涉及例如道路安全的应用的消息通常都具有高于来自“仅仅”涉及例如对车辆进行收费的应用的优先级。在公知的接收协议中，所述消息的优先次序划分因此以基于应用的方式发生。相反，在本发明情况下，所述消息的优先次序划分在所述发送或处理缓冲存储器中以基于OBU的方式发生。结果，例如马上离开所述通信区域的具有低发射功率的、可能最终无法发送或者被存储在白名单中的OBU的优先次序能够被划分在其他OBU之上。本发明的方法从而允许多种新而有利的详细解决方案，以下将更详细地解释。因此，在本发明的优选实施例中，所述特征尤其能够为下列各项-所述OBU与所述无线电信号台进行第一次联系之前所处的运行模式，即工作或休眠模式。因此，能够划分以下OBU的优先次序，它们被所述无线电信号台从休眠模式唤醒，这需要一定的时间，所以可以假设它们在再次离开所述无线电信号台的所述无线电覆盖区域前仅仅短时间可用；-所述OBU的接收灵敏度或发射功率；即所述OBU指明了其无线电性能，所以所述无线电信号台在划分所述OBU的优先次序时能够考虑到这些因素；-，所述OBU在发送所述消息期间所处的运行模式，即到目前为止尝试(重试)发送消息未成功的次数；这使得较长时段一直试图发送消息的OBU能够得到更高的优先级；-所述OBU的存储器的填充级别，例如所述OBU的消息发送缓冲器或所述OBU的路径点记录存储器的填充级别，所以有存储器超载风险的OBU能够得到更高的优先级；-所述OBU的位置和/或运动向量，优选情况下能够利用卫星导航测量它们。考虑到所述无线电信号台的所述无线电覆盖区域，能够从这种信息估计出或推断出与所述OBU 发送所述消息的可用时间，从而仅仅短时间可用的OBU能够被给予比更长时间可用的OBU 更高的优先级。如果在所述排序步骤中使用了具有若干特征和已分配的排序优先级的先前存储的列表是尤其有利的，所以所述排序过程能够实施为基于规则的系统。优选情况下，当确定了 OBU的新特征时，相应地在操作期间再次执行所述排序步骤，以便使所述缓冲器存储器一直保持最新。 本发明的第二方面提供了用于道路通信系统的无线电信号台，用于在所述无线电信号台与路过它的具有惟一标识符的多个车载单元(OBU)之间发送消息，具有至少一个缓冲存储器，其中存储分别配备了车载单元的标识符的所述消息以用于顺序处理或分发，收发机，连接所述缓冲存储器的上行线路或下行线路，确定装置，其对于进入所述无线电信号台的发送-接收区域的每个车载单元，接收与来自所述车载单元的消息一起发送的、涉及所述车载单元至少一个特征的信息，以及用于所述缓冲存储器的排序装置，其连接到所述确定装置，并被配置为用于根据对所述标识符确定的所述特征，对所述缓冲存储器中存在的这些标识符下的所述消息执行排序。例如，所述无线电信号台能够从所述道路通信系统中的其他单元接收所述消息， 如中心控制单元、代理服务器或另一个无线电信号台。在优选实施例中，所述无线电信号台具有至少一个软件应用运行其上，其将消息馈入所述缓冲存储器以用于分发到所述车载单兀。作为替代，软件应用还能够以所述消息的排序顺序从所述缓冲存储器接收它们以用于处理，即所述缓冲存储器能够既位于所述无线电信号台的一个或多个软件应用的“输入”处又位于“输出”处。对于根据本发明的所述无线电信号台的进一步优点，参考关于所述方法的以上解释。
以下根据附图中展现的示范实施例，将更详细地解释本发明。在附图中图1是本发明的方法和无线电信号台的第一个实施例的框图以及信号流图；图2是本发明的方法和无线电信号台的第二个实施例的框图以及信号流图。
具体实施例方式图1显示了道路收费系统的无线电信号台1，比如作为路旁装备(RSE)在收费道路上、在停车场中等处建立，并且能够与道路收费系统的中心控制单元(未显示)连接，以便能够对使用停车位的车辆(未显示)进行收费。为此目的，无线电信号台1与被车辆携带的车载单元(OBU) 2通信。尽管给出的本示范实施例是道路收费系统，但是无线电信号台1和OBU 2也能够是任何其他电子道路通信或“车辆到基础设施”系统的一部分，如电子交通远程信息处理、 监视、控制或警报系统，电子收费系统、道路安全或行驶咨询驾驶员信息系统等，并且对“道路收费系统”的全部引用也包括对这样的系统的引用。OBU 2被显示为表示它如何在无线电信号台1的无线电覆盖区域内从第一位置P1 以表示其速度和方向的运动向量！；运动到第二位置P2。无线电信号台1与OBU 2彼此交换消息3，为了此目的，无线电信号台1配备了接收机4和发射机5，它们也能够结合为收发机。0BU2也具有适合这种情况的收发机6以及标识符ID，利用它能够在道路收费系统中唯一地识别出OBU 2。标识符ID能够永久地分配给OBU 2，如以类似于设备地址或如MAC地址的方式，输入到OBU 2的永久、半永久或易失性存储器中，也能够以类似于通信地址或如IP地址的方式仅仅临时地分配给0BU2——用于道路收费系统中的惟一通信的目的和持续。除了有用的数据DAT，所交换的消息3还分别包括它们源自或它们去往的OBU 2的标识符ID，以便识别它们源自这个OBU 2或因而它们能够寻址到这个OBU 2。在图1表示的实施例中，要分发到OBU 2的消息3由自身也能够接收来自该OBU 2的消息3的无线电信号台1(或与其相连的系统)上运行的一个(或多个)软件应用7 产生。所以，消息3也可以是无线电信号台1与OBU 2之间双向无线电通信的数据包。不过，这未必必须是以下情况如无线电信号台1也能够向适宜的OBU 2发送“纯”发送消息 3( “广播”)，或者路过的OBU 2也能够向其路径上的无线电信号台1发送“纯”接收消息3。由软件应用7产生的消息3经由缓冲存储器8被传递到无线电信号台1的发射机 5。缓冲存储器8的基本设计是FIFO (先进先出)栈，在此存在的消息3以其“排序顺序”被连续地从缓冲存储器8传递到发射机5以进行分发。不过，只要位于此处的消息3的排序顺序是可变的，即通过具有组件9-12的排序装置，缓冲存储器8就被修改。排序装置9-12根据OBU 2的特征CF对缓冲存储器8中的消息3进行排序(划分优先次序)。OBU 2的特征CF由确定装置4、13确定，其包括无线电信号台1的接收机4和 /或分开的测量装置13。如果OBU 2自己公开了它们的特征CF，便能够利用接收机4从这些OBU 2直接接收特征CF。利用测量装置13能够从无线电信号台1测量出特征CF。由接收机4收到的特征CF能够与OBU 2发送的消息3连带地发送到无线电信号台1，形式为修改或补充后消息3’，因此每个也配备了 OBU 2的标识符ID。由测量装置13 测量的特征CF必须首先分配给相应的OBU 2或其标识符ID。对于这一点，例如测量装置 13能够耦接到接收机4，以为特征CF的测量结果接收相应地测量的OBU 2的标识符ID。由确定装置4、13的接收机4所确定的特征CF在OBU 2的标识符ID下被填充在例如排序装置9-12的第一存储器9中。以同样的方式，由测量装置13所测量的特征CF也能够在相应标识符ID下被填充在排序装置9-12的第二存储器10中。进一步的可能性是排序装置9-12包括第三存储器11，具有先前存储的用于特定标识符ID的特征CF。这些先前存储的特征CF能够表征例如要被划分优先次序的特定类型的OBU 2，如应急车辆等的0BU，也能够来自OBU 2已经路过的其他无线电信号台1的确定装置4、13对特征CF的确定，它们已经经由道路收费系统的数据连接被公开。应当理解，该确定装置的全部组件4、13以及该排序装置的全部组件9-12不是都需要存在。排序装置9-12另外具有表12 (“规则集”)，内含分配给其的特征CF和优先级PRI。 如果所考虑的OBU 2的特征CF是其速度口，例如，高优先级PRI能够被给予如高速CF = □， 由于假设快的OBU 2将迅速地再次离开无线电信号台1的无线电覆盖区域，所以仅仅存在着短暂的时间可用于与OBU 2进行无线电通信。排序装置9-12现在对缓冲存储器8中存在的在标识符ID下的消息3定序或排序， 也就是根据确定装置4、13对相应标识符ID所确定并填充在存储器9-11中的特征CF。具体特征CF的重要性的精确排序优先级PRI能够取自表12。结果，能够以取决于路过无线电信号台1的0BU2的特征CF的顺序处理并从所述缓冲存储器8分发消息3。所考虑的OBU 2的特征CF在这种情况下能够为以下各项A)如果它们由OBU 2自身公开-车载单元2与这个无线电信号台1进行第一次联系之前所处的运行模式，确切地说在这第一次联系(“唤醒”)之前它处于工作模式还是省电休眠模式(睡眠模式)。后者表明因为唤醒所需的时间，因而可能已经经历了一定的时间跨度，并且在这段时间内OBU 2 由于其速度□在无线电信号台1的无线电覆盖区域中已经向前移动，所以仅仅剩下短暂的时间可用于进一步无线电通信。结果，“已经进入睡眠”的OBU 2的次序被优先到已经处于 “醒着”的OBU 2之上；-OBU 2的接收灵敏度和/或发射功率，所以具有较弱发射能力的OBU 2，或者预计将较难以联系的OBU 2能够次序在先；-OBU 2处于所述消息的直接或当前发送期间的运行模式，即到目前为止尝试(重试)发送消息3未成功的次数，可能也在其路径上向较早的无线电信号台1的发送，所以这样的OBU 2能够次序在先；-OBU 2中路径点记录存储器的填充级别，例如它测量了其位置，并且将它们存储为“位置固定轨迹”，以便将它们发送到其路径上的无线电信号台；结果，具有完整路径点记录存储器的OBU能够次序在先以防止存储器超载；-OBU 2中发送缓冲存储器的填充级别也防止了缓冲器在该处超载；或者-OBU 2的位置PJP /或运动向量τ；，这能够确定或自身公开，例如独立地利用卫星导航(全球导航卫星系统GNSS)或者利用移动无线电网络或无线电信号台1的无线电场中的无线电定位；无线电信号台1的无线电覆盖区域中的OBU 2的进一步路径能够借此推断， 从而能够估计出OBU 2再次离开该无线电覆盖区域前与它进行无线电通信的可用时间；以这种方式，预期仅有短时间与其联系的OBU的次序排在较长时间可用的OBU之前。B)如果它们由无线电信号台1的确定装置4、13确定-OBU 2的上述位置P1和/或上述运动向量^ ,如其中测量装置13是雷达设备、激光雷达设备、激光扫描仪、声传感器、光电屏障(photoelectric barrier)、相机等，利用它们从无线电信号台1测量出这种信息，以便将较短时间可用的OBU的次序排在较长时间可用的OBU之前，正如以上的解释；或者-OBU 2的发射功率，在无线电信号台1中根据其中发生的接收功率、接收品质(如位误差率、信噪比等)能够间接地测量出它，以便使主流连接品质不佳的OBU的次序在先， 即对它存在着连接可能进一步恶化或断掉的风险。C)如果它们先前存储在存储器11中-发送优先级，它们预先被单独分配给了具有标识符ID的特定OBU2或被分配给特定“种类”的0BU，如特定制造商、特定类型、特定车辆种类(如应急车辆等的OBU 2)等的 OBU ；或者-从与OBU2的先前测试或“体验”中收到的、任何以上提及的特征CF，如来自道路收费系统中的其他无线电信号台1。所以图1的方法被配置如下首先，确定进入无线电信号台1发送-接收范围的每个OBU 2的至少一个特征CF， 然后根据对所述标识符ID确定并填充在存储器9-11中的所述特征CF，确切地说使用具有哪些优先级PRI被分配给哪些特征CF的定义的规则集表12，对软件应用7在这些标识符 ID下在缓冲存储器9中填充的消息3进行排序，以及然后按照消息3排序的顺序从缓冲存储器8经由发射机5向OBU 2分发消息3。每次新的特征CF对某标识符ID可用时，都再次执行缓冲存储器8的排序，以使排序顺序最佳地匹配在无线电信号台1的无线电覆盖区域中相应当前可用的OBU 2。图2显示了对图1中无线电信号台和方法的修改，与图1的惟一不同在于具有排序装置9-12和确定装置4、13的缓冲存储器8位于软件应用7的输入而不是输出。为了对 OBU 2向软件应用7发送的消息3划分优先级，以用于根据OBU 2的特征CF进行处理，也能够使用本发明的方法。进一步的可能性在图2中由虚线方框14中表明。方框14表示图1中软件应用7 输出处的全部组件。所以，使用这里概述的方法在一个或多个软件应用7的输入和输出处都能够对消息3划分优先级。应当理解，图1和图2中所表示的方框和组件不一定需要以分开的物理单元提供， 而是只要可能，在个案中也能够由计算机程序的对应软件组件实现。因此，例如缓冲存储器 8和/或排序装置9-12的一个、几个或全部组件，能够被配置为软件组件，确切地说也作为软件应用7的若干部分。 以此为基础，本发明不限于所表示的实施例，而是覆盖了落入附带权利要求书框架之内的一切变种和修改。
权利要求
1.一种在无线电信号台(1)与路过它的具有道路通信系统中惟一标识符(ID)的多个车载单元( 之间发送消息(3)的方法，其中分别配备了车载单元( 的标识符(ID)的所述消息(3)被存储在所述无线电信号台(1)的缓冲存储器(8)中以用于顺序处理或分发， 包括对于进入所述无线电信号台(1)的发送-接收区域的每个车载单元0)，确定所述车载单元O)的至少一个特征(CF)；根据对所述标识符(ID)确定的所述特征(CF)，对所述缓冲存储器(8)中存在的这些标识符(ID)下的所述消息( 进行排序，以及以所述消息( 排序后的顺序，顺序地从所述缓冲存储器(8)处理或分发它们，其中，确定步骤通过在所述无线电信号台(1)中接收与来自所述车载单元O)的消息 (3’ ) 一起发送的、涉及所述车载单元O)的特征(CF)的信息执行。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述特征(CF)是所述车载单元( 与所述无线电信号台(1)进行第一次联系之前所处的运行模式，即工作或休眠模式。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述特征(CF)是所述车载单元O)的接收灵敏度或发射功率。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述特征(CF)是所述车载单元( 在发送所述消息期间所处的运行模式，即到目前为止尝试发送消息(3)未成功的次数。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述特征(CF)是所述车载单元O)的存储器的填充级别。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述特征(CF)是所述车载单元O)的位置 (P1)和/或运动向量(5 ),优选情况下利用卫星导航测量它们。
7.根据权利要求1至6之一的方法，其特征在于，在所述排序步骤中使用了具有特征 (CF)和已分配的排序优先级(PRI)的先前存储的列表(12)。
8.根据权利要求1至7之一的方法，其特征在于，当确定了新特征(CF)时，再次进行所述排序步骤。
9.一种用于道路通信系统的无线电信号台，用于在所述无线电信号台(1)与路过它的具有惟一标识符(ID)的多个车载单元( 之间发送消息(3)，具有至少一个缓冲存储器(8)，其中存储分别配备了车载单元O)的标识符(ID)的所述消息(3)以用于顺序处理或分发，以及收发机G、5)，连接到所述缓冲存储器(8)的上行线路或下行线路，其特征在于，确定装置G)，其对于进入所述无线电信号台(1)的发送-接收区域的每个车载单元 O)，接收与来自所述车载单元( 的消息(3’)一起发送的、涉及所述车载单元( 至少一个特征(CF)的信息，以及用于所述缓冲存储器(8)的排序装置(9-12)，其连接到所述确定装置G)，并被配置为根据对所述标识符(ID)确定的所述特征(CF)，对所述缓冲存储器(8)中存在的这些标识符 (ID)下的所述消息(3)执行排序。
10.根据权利要求9的无线电信号台，其特征在于，在所述无线电信号台(1)上运行的至少一个软件应用(7)，其把消息(3)馈入所述缓冲存储器(8)以用于分发到到车载单元 ⑵。
11.根据权利要求9的无线电信号台，其特征在于，在所述无线电信号台(1)上运行的至少一个软件应用(7)，其以消息(3)的排序顺序从所述缓冲存储器(8)接收它们以用于处理。
全文摘要
本发明提供道路通信系统中发送消息的方法和无线电信号台。本发明涉及一种在无线电信号台(1)与路过它的具有道路收费系统中惟一标识符(ID)的多个车载单元(2)之间发送消息(3)的方法，其中分别配备了车载单元(2)的标识符(ID)的所述消息(3)被存储在无线电信号台(1)的缓冲存储器(8)中以用于顺序处理或分发，包括对于进入无线电信号台(1)的发送-接收区域的每个车载单元(2)，确定车载单元(2)的至少一个特征(CF)；根据对标识符(ID)确定的特征(CF)，对缓冲存储器(8)中存在的这些标识符(ID)下的消息(3)执行排序，以及以消息(3)排序后的顺序，顺序地从所述缓冲存储器(8)处理或分发它们。
文档编号G07B15/00GK102446369SQ20111027432
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月16日 优先权日2010年9月17日
发明者J·特金科 申请人:卡波施交通公司